中国的农业生产一直表现出能够养活众多人口的特点，而为了保证农业生产的丰收，水利工程一直是亿万人民世世代代关心的问题。我们的祖先很早就抗击洪水，主要是抗击黄河；并修建大量灌溉工程；为了在祖国辽阔的领土上通航，正在大规模地修建运河和水运网。在这些伟大的工程和建设中，涌现出无数杰出的工程师，他们积累了丰富的科学经验。
中国古代伟大的水利工程——大运河和都江堰
钱伟长
我们祖国的形势是西高东低，主要山脉是东西向的；中国东部有许多河流，大部分是由西向东流的，而且它们并不相连。为了发展南北交通，我们的祖先用高度的智慧和辛勤的劳动开凿了大运河。它是我国历史上连接南北的一条河流，具有巨大的经济价值。全长1700多公里，也是世界上建成最早、最长的人工河流。
大运河从北京经天津、临清、济宁、淮阴、江都、苏州到杭州，地形复杂，全程高差差不多40米。北京海拔35米，天津靠近海面，逐渐向南上升，到达济宁附近的黄河交汇处，是整条河的最高点，海拔39米。此后一直向长江以南和海平面附近越来越低。为了维持各段水位，方便河道运输，共设21座水闸。从运河南北高度的发现和合理解算来看，我们的祖先在水准测量的原理和应用上一定取得了很大的成就。大运河的开凿和修建可以说代表了中国水利工程的发展史。
最早的运河开凿于公元前5世纪，当时吴王夫差打败越王勾践，立志在中原争霸。他把都城从苏州迁到汉(今扬州)。为了加强交通，沟通长江和淮河，他修建了汉江(又名韩沟)，旧路由扬州南向北改道。它连接了长江和淮河之间的水道，也就是淮南运河，大致就是现在的李运河的一段，为后来的大运河奠定了初步的基础。公元369年(东晋太和四年)，桓温自建康(今南京)北攻燕，大旱时河水干涸，军民得以谈运粮，利用巨野湖(山东巨野的一个大湖，元末干涸)的丰富水源开辟河道， 从鱼台到济宁，淮河经泗水与这条运河相连，从河南华县界流入黄河。 全长150公里，名为“桓公沟”，后发展为山东南运河。
隋朝的都城是大兴(今Xi安)，为了控制东北和东南的粮税，于公元584年(隋文帝开皇四年)开通了广通运河，引渭河从Xi安西北经潼关到达黄河，再到洛阳。公元587年(隋文帝第七年)，建山阳渡(杨珊属淮安)。事实上，燕沟旧路得到了彻底的修复和深化，其交通功能得到了进一步的发挥。公元605年(杨迪大业元年)开吉渠，西起洛阳，东起谷水、洛水至黄河，再由荥阳(班主)向北，黄河流至旧汴河路，再至开封，再经淇县、睢县至东南商丘，再至东南邱。公元610年(杨迪大业六年)，江南河道再次开凿，从江苏的常州、无锡、苏州等地到浙江的杭州，全长约330公里。大运河最南端的江南河道与同济运河相连，形成了东南交通的大动脉。当时及以后，唐宋时期促进了中原与江淮地区的经济文化交流与发展(唐时通济渠改名为广济渠)。公元608年(文帝大业四年)，杨迪招募了一百多万劳动力，在河南开永济渠。山东临清以北段为河北省南运河。永渠的主要工程是打通和修复现在的渭河，连接洛阳涿县之间的水路，总航程1000多公里，成为隋朝控制东北钱粮的大动脉。
隋代开通了冀运河、永济运河、江南运河三条运河，总长2400多公里，已初步形成大运河的规模，前后仅用了6年时间。在古代历史上，这是任何国家都没有的成就。这是中国古代数百万人付出巨大牺牲和辛勤劳动创造的奇迹。
唐朝首都长安继续使用隋运河，没有新的工程修建。公元738年(唐开元二十六年)，因运河在镇江过长江，要绕瓜州滩数十里，航程曲折。齐桓玄建议在镇江京口岱(dài)开凿义楼河，改善了航道。1058年(北宋嘉祐三年)，李雨青整理江南河道，在太湖地区筑堤40公里，修建莲湖，增设斗门水闸(zhá)，奠定了今天江南运河近代化的基础。公元1118年，陈绍之修建淮南运河，设置斗门水闸70余座。淮南运河随后逐渐进入成熟阶段，成为南宋以后的一条经济运输干线。此时，南北运河已经分别形成。但是从济宁以北到黄河，地势比海平面高很多。一千多年来，没有直接的交流。这项艰巨的工程直到元朝才完成。
元朝的都城是大都(今北京)，而江南的水运如果按照隋朝的运河路线运行，就要从通济渠改道到永济渠向北，中间还要经过一段陆地，费力、费时、费钱。为了改变这种不利的状况，公元1283年(元至元二十年)，忽必烈下令李欧陆赤等民工从集宁挖济州河(从集宁到黄河口)，利用和泗泗河水流强行倒灌济州河，济州河再分别流入南北运河，增加运河水量。根据这一原理，经过1411年(明朝永乐八年)和1779年(清朝乾隆四十三年)在宋丽的多次整修，才达到现在的状况。大运河的最后两段也是在元朝完成的。公元1289年(元至元二十六年)，马致真、边原设计开凿会同河，起于东平附近的鞍山，经寿章、聊城至临清，以文水为水源，从临清入渭河，全长120余公里。六个月初步建成，缩短了航程，连接了南北，从南方来的船可以到达通县(今北京市通州区)然而120多公里的河床坡度高达14米，所以30多年来不断整修重建。公元1292年(元朝二十九年)，郭守敬建议开凿通惠河，从昌平神山、玉泉引水经北京，引至通县高里庄，流入白河，全长82公里，有20座堤坝。通河是大运河最北的一段，从通县可直达北京。
元代济州、会同、通惠三条运河的开凿，是大运河史上一个重要的发展阶段，决定了大运河完整的航运体系，基本完成了所有运河的伟大工程。运河在我们祖国的历史上占有非常重要的地位。它促进了南北之间的政治团结和经济文化交流。在挖掘、重建和翻新的过程中，我们的祖先创造了无数的卓越成就。所以，大运河的形成，代表了我们2000年历史中无数著名和不知名的工程师和亿万劳动人民的血汗结晶。
钱伟长《中国历史上的科学发明》北京出版社
2020年9月
中国农业发达，所以灌溉工程成就无数。现在我们提出一个著名的工程——都江堰，来说明我国历史上农田水利工程的成就。
都江堰有2300年的历史，是李冰父子设计建造的。公元前316年，秦惠王灭蜀后，命李冰为蜀郡太守，当时蜀郡设在成都。成都平原，即四川盆地，四周是三四公里的山脉，中间地势低洼，总面积约17万平方公里。盆地西部有海拔七八千米的山脉。每年山川汇聚融雪，奔涌成都平原。那时候闽江不太好出气，经常泛滥。水退去后，可能会造成局部干旱。在这种水旱自然灾害的环境下，如何战胜洪水，保证生命安全和农业生产，成为古代四川人民的迫切要求。尤其是克服岷江的年洪水是最重要的任务。
李冰和他的儿子二郎带领劳动人民，仔细勘察，并根据地形和水情，选择岷江从山涧急转弯进入平原河道的冠县一带，作为工作堰的地址，在这里施工相对容易。他们就地取材，在竹笼中填以鹅卵石，为迎合水流而修堤，称为“鱼嘴”。“鱼嘴”把闽江分成两部分，一部分是外河，也就是闽江在流动；一个是内江，也被称为杜江。为了使内江的水流通畅，灌溉内地的水田，他们挖了一个山嘴，称为“里堆”。在“余醉”和“里堆”及其附近之间，也有分流和平流工程，使水能够顺利流入内江，并保持内外河流之间水量的适当分配。“鱼嘴”前端尖锐，形似“金”，故又称金堤。它的作用是在春天分配内外河流的水量。夏天水位上升，鱼嘴就失去了分水的功能。这时是第二个分水鱼嘴离开堆。每年初霜时，外江断流并修复，只有在初春时，外江才开闸泄洪。然后切断内江，修复。到了清明节，内江也要开堰了。从那以后，两条河被一起使用，所以春耕的水一般足以供应整个地区。此外，在截河时，使用的截水“mà chá”，是由三根粗木杆做成的三脚架，排列在一起。另外，竹篮里装鹅卵石，叫做压板石，用来压脚的脚；在它外面，竹棍、竹栅栏和粘土被用来填充一个临时水坝。外河断流，岷江水全部流入内江；反之，内河断流，岷江流入外河。除了截水，水闸还可以用来调节水量。这种局部临时切断设备既方便了年修施工，又科学地适应了物质条件的大创造。
由于都江堰工程灌溉了成都附近14个县的500万亩水田，2000多年来成都平原成了天府之国。至于都江堰下面的灌溉系统，也是世界上最著名的灌溉系统之一。根据自然地形，排灌布置了无数纵横交错的沟渠，兼顾了融资和排水，大部分支流可通航。无论是年修还是陶勋，都可以就地取材，操作简单。我们可以想象，当时既没有精密的测量仪器，也没有现代化的建筑机械，却能建成如此完美而庞大的工程。我们怎么能不无限尊敬和热爱我们的祖先呢？
尽管困难重重，这个项目还是建成了。建成后，它科学地总结了调节水流的原则:“深淘滩，低堰”。这一科学结论已经在后世的实践中充分证明了它的正确性。
都江堰是我国历史上水利工程的辉煌创造。其完美的规划、合理而经济的建设、宏伟的功效、长久的使用寿命和节省的年度开支是世界古代史上独一无二的奇迹。都江堰灌溉着成都平原数万亩良田，所以成都“天府之国”的美誉并不是对大自然的热爱，而是由于人们的劳动和创造对大自然的合理改造。为了感受建设都江堰的“工程师”，四川人在都江堰立祠纪念李冰父子。这就是著名的“二王庙”。原庙在“文革”中被毁，现已修缮(齐)，并制作了新的李冰、二郎雕像供人瞻仰。
中国最早的水利灌溉工程也为今天所知:周王王鼎年间(公元前606-586年)，褚灵隐孙帅所建的皖北寿县安丰城南的哨坡，又称安丰堂，可灌溉农田百万顷；如周末时期(公元前403-387年)叶(Y)知府西门豹开凿漳水十二渠；秦代在陕西发掘的郑国渠和宁夏的秦渠，都是中国古代著名的水利工程。但在规模和效益上都比不上都江堰。
老祖宗留下的水利工程几乎遍布全国。他们克服了祖国不利的自然条件，使人民的生活丰衣足食。我们应该珍惜这份伟大的遗产，创造更加壮丽辉煌的事业。
